روبوت للمساعدة في تأهيل الكاحل والقدم

هذا الجهاز عبارة عن أداة خفيفة قابلة للبس تحاكي عمل العضلات مكونة من أربطة وأوتار للساق لمساعدة وإعادة تأهيل مرضى اضطرابات الكاحل مثل هبوط القدم، تمّ تصميمه بإشراف بروفيسور الروبوتيك في جامعة كارنجي ميلون يونغ لي بارك.

عمل بارك بالتعاون مع كل من جامعة هارفرد، جامعة جنوب كاليفورنيا، MIT ،BioSensics لتطوير هذا الجهاز باستخدام البلاستيك الخفيف ومواد مركبة أخرى وذلك بدلا من الهيكل الداعم المتصلب exoskeleton بحيث تم دمج المواد الخفيفة مع العضلات الاصطناعية الهوائية PAMs وبواسطة الحساسات ذات الوزن الخفيف وبرنامج التحكم المتقدم أصبح من الممكن للساق الروبوتية إنجاز حركات طبيعية في الكاحل وأكد دكتور باحث من معهد Wyss أن هذه التقنية يمكن أن تستعمل لإنتاج أدوات داعمة للمفاصل الأخرى أو حتى لإنتاج هيكل مرن داعم.

هذه الأداة الروبوتية ستكون مناسبة لمساعدة المرضى المصابين بالاضطرابات العصبية العضلية في القدم والكاحل المتعلقة بالشلل الدماغي وتصلب الأنسجة المتعدد وتتضمن هذه الاضطرابات هبوط القدم الذي يسبب هبوط القدم الأمامية وملامستها للأرض بسبب ضعف العضلات أو الشلل، وصعوبة قبض الكاحل نحو الأعلى.

 إن أدوات التعويض و الأجهزة الداعمة التقليدية يمكن أن تحسن وتدعم مرضى الاضطرابات في الكاحل إلا أن استخدامها على المدى الطويل قد يتسبب بضمور العضلات نتيجة عدم استخدامها بينما الأجهزة الداعمة الروبوتية تساهم في تحسين الوظيفة والمساعدة بإعادة التأهيل النظام العصبي العضلي، وأضاف البروفيسور بارك أن محدودية الأدوات الداعمة التقليدية تكمن في أنها تحد من حرية حركة المفصل فالكاحل الطبيعي قادر على الحركة في ثلاث محاور بينما باستخدام الأدوات الداعمة التقليدية لا تسمح له سوى بالحركة وفق محور واحد كما أن الأداة الداعمة الروبوتية بتركيبها مكنت الباحثين من محاكاة بنية الساق بوجود أربع أربطة موصولة مع العضلات الهوائية ثلاث أمامية وواحدة خلفية تتحكم بحركة الكاحل وكان النموذج قادر على توليد مجال حركة للكاحل في المستوي السهمي (الأمامي الخلفي) حوالي 27 درجة وهو مجال كافي للحركة الطبيعية وبما أن التقنية الجديدة أكثر صعوبة في التحكم من الأدوات الداعمة التقليدية فإن هذا تطلب نظام حساسات أكثر تطوراً وتعقيداً لتحديد موقع الكاحل والقدم والتحكم بحركة القدم.

الحساسات مصنوعة من جلد رقيق اصطناعي حساس للمس بالإضافة لشرائح مطاطية رقيقة تحوي قنوات دقيقة طويلة مملوءة بخليط معدني سائل عندما تتمدد الصفائح أو تتقلص يتغير شكل القنوات الدقيقة مما يؤدي لتغير المقاومة الكهربائية للخليط هذه الحساسات مثبتة أعلى وجانب الكاحل.

التطويرات الحديثة للجهاز تتضمن استعمال عضلات شريطية أصغر من العضلات الهوائية الاسطوانية وإلى الآن لم يتم تجريب الجهاز على المرضى لتقرير جودة أدائها .

فيديو لآلية عمل الساق وآلية عمل العضلات وتغير قيمة المقاومة ضمن الشرائح المطاطية

المصدر: هنا

مصدر الصور: هنا